亚共晶铝硅合金中钛偏析的控制

通过实际生产过程的分析,探讨了亚共晶铝硅合金Ｔｉ偏析的主要原因,并相应地进行工艺改造,有效控制了Ｔｉ偏析程度。     

钛硅共晶系合金的微观组织与断裂特征

钛硅共晶系合金的组织形态与传统铸造钛合金组织完全不同，随着Si含量的增多合金塑性变差；断口形貌显示，合金的断裂为明显的脆性断裂，但不同类型的合金断裂机制又不尽相同。试验测试了亚共晶Ti-7%Si合金的共晶Ti-8.5%Si合金的室温和高温拉伸性能。     

Pb-Bi亚共晶和包晶合金的快速凝固

采用硅油净化法使大体积Ｐｂ－５０％Ｂｉ亚共晶合金和Ｐｂ－２９．２％Ｂｉ包晶合金分别获得了４５Ｋ（０．１１ＴＬ）和１１７Ｋ（０．２３ＴＬ）的过冷度,并对这两种合金快速凝固过程中ε金属间化合物相的组织开矿及随过冷度的变化规律进行了探讨,对于Ｐｂ－５０％Ｂｉ亚共晶合金,实验发现ε相以枝晶方式生长,随着这冷度的增大,ε相枝晶细化显著,最大过冷度处一次和二次枝晶间距细化达一个数量级,同时在过冷度达４５Ｋ的试     

快速凝固共晶铝硅合金的组织特征及形成机理

利用单辊甩带方法制备Al-12.6Si多元合金快速凝固条带,采用扫描电镜、透射电镜和DSC技术,对合金组织形貌、相结构进行了表征。结果表明：快速凝固不仅使合金组织细化,形成微纳米晶,并能使组织和相结构发生变化,形成了大量的α-Al等轴晶和少量的羽毛针列状共晶体组织。     

钛硅共晶合金的循环热处理

研究了两种循环热处理工艺对钛硅共晶合金微观组织和室温压缩性能的影响。结果表明,由于Si原子在β-Ti和α-Ti中的溶解度不同,使热处理后合金的微观组织和压缩性能发生明显变化;与铸态合金的室温压缩性能相比(σ=1224MPa,εc=2.4%),经过9次1050℃×30m in+水冷循环热处理后,合金的压缩强度和塑性都得到了显著改善(σ=1740MPa,εc=19.6%)。     

固溶处理对钛硅共晶合金组织与断裂行为的影响

研究了固溶处理对Ti Si共晶合金组织和性能的影响。结果表明 ,经 10 5 0 (C固溶处理 ,可以有效改善Ti Si共晶合金的显微组织 ,大大提高合金的压缩塑性。进一步的断口分析显示 ,铸态Ti Si共晶合金的断裂是以瞬时脆性断裂为主要特征 ,而经固溶处理后 ,主要表现为第二相的拔出和撕裂。     

电磁振荡条件下亚共晶铝硅合金微观组织变化的试验研究

以亚共晶铝硅合金为对象,试验研究了单一电场、单一磁场、电磁振荡对共晶硅组织形貌及尺寸的影响,以及电磁强度和电流密度对合金力学性能的影响,并探讨了电磁振荡作用的深层机理。结果表明,单一电场或单一磁场作用下,共晶硅尺寸的细化程度要比电磁振荡作用下低。随着电磁振荡强度的增加,共晶硅形貌由粗大针片状逐渐转变为细化的颗粒状和纤维状。磁场强度和电流密度的增加能够有效改善亚共晶铝硅合金的布氏硬度和抗拉强度,效果比单一磁场或单一电场更好。     

冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响

试验研究了在不同的冷却速度下凝固的Al-20%Si和Al-30%Si(质量分数,下同）合金的组织和耐磨性。实验结果表明,冷却速度对过共晶铝硅合金的凝固组织和耐磨性能有显著的影响。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织组成,初生硅的形貌和尺寸都发生明显的变化：冷却速度小于0．1K/s 的炉冷试样和冷却速度小于1K／s耐火砖型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶和初生Si相组成,初生Si相呈粗大的片状,共晶Si呈针状;冷却速度约10K/s的金属型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状或长条状,共晶Si呈细小的针状,并且凝固组织中出现的枝晶状α相;凝固速度为（10^3-10^5)K/s的过喷粉末的凝固组织也是由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状,而喷射沉积快速凝固Al-20%Si和Al-30%Si合金的沉积组织都是由Si相和α相组成,细小的Si相均匀分布在α基体中。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织中初生硅的尺寸明显减少,磨损机制发生变化,合金的耐磨性显著增加。     

脉冲电流对过共晶铝硅合金凝固组织及力学性能的影响

将脉冲电流应用于过共晶铝硅合金的凝固过程中,通过改变脉冲电流参数(如峰值电流、脉冲占空比、脉冲频率),研究了各个参数对过共晶铝硅合金凝固组织及性能的影响。实验结果表明,脉冲电流对过共晶铝硅合金凝固组织的细化效果明显;经过脉冲电流处理后,合金试样的显微硬度、布氏硬度均得到很大提高,力学性能明显改善。     

B对亚共晶Al-7Si合金共晶凝固过程的影响

研究了B含量及保温时间对Al-7Si合金凝固组织和冷却曲线的影响.利用热分析技术测量了冷却曲线共晶凝固段的特征值,利用图像分析技术测量了共晶Si相平均面积、形状指数.结果显示B的加入对Si相形状指数和冷却曲线特征值的影响不大;在一定的晶粒尺寸范围内共晶Si相平均面积随着初晶晶粒尺寸的减小而减小.     

深过冷Ni-Sn亚共晶合金的组织演化

采用熔融玻璃净化法+循环过热法,考察了Ni-28%Sn、Ni-30%Sn亚共晶合金在不同过冷度下的冷却曲线和组织演化规律。结果表明,成分偏离共晶成分较近的Ni-30%Sn合金比成分偏离共晶成分较远的Ni-28%Sn合金更易获得较大的过冷度,更易于出现再辉过程;同时,深过冷凝固情况下,两种成分的凝固组织差别较大。同Ni-30%Sn合金凝固组织相比,Ni-28%Sn合金的层片状(α-Ni+Ni3Sn)规则共晶组织容易被抑制,非规则反常共晶形成困难,初生α-Ni枝晶组织粗大,依附在其周围生长的Ni3Sn晕环组织更易大范围的形成。     

脉冲电流对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响

采用自制的脉冲电源,通过调节脉冲电流峰值,研究了脉冲电流峰值对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响。结果表明:随着脉冲电流峰值的增大,合金的的宏观组织愈加细化;微观组织中,先析出相α-Al枝晶形态趋于向等轴晶转变,而共晶Si组织逐渐粗化。     

脉冲电流对亚共晶A-Si合金凝固组织的影响

采用自制的脉冲电源，通过调节脉冲电流峰值，研究了脉冲电流峰值对亚共晶Al-Si合金凝固组织的影响。结果表明；随着脉冲电流峰值的增大，合金的的宏观组织愈加细化；微观组织中，先析出相α-Al枝晶形态趋于向等轴晶转变，而共晶Si组织逐渐粗化。     

旋转磁场作用下Al-Cu合金的凝固特性

将在坩埚中熔融的Al-Cu合金迅速放置于旋转磁场之中,研究Al-Cu合金在旋转磁场作用下微观组织的变化及旋转磁场对合金结晶温度的影响,探讨了旋转磁场对金属凝固的影响机理。结果发现,旋转磁场对合金的凝固组织产生明显的细化效果,使凝固组织由原来未加磁场的粗大树枝晶变成非树枝晶组织,呈现近等轴晶颗粒,而且分布较均匀。晶间距也明显减小,同时旋转磁场使合金的结晶温度区间明显缩小。     

亚共晶Al-5.8%Cu合金的非平衡熔化行为

分析了Al-5.8%Cu亚共晶合金在不同加热条件下的DSC试验结果，研究了具有不同凝固组织的试验合金的非平衡熔化行为。研究表现，其熔化开始温度随加热速度的增大略有升高；共晶熔化激活能与凝固组织相关，慢速凝固组织的熔化激活能大于快速凝固组织。凝固组织中存在的非平衡共晶在熔化前的加热过程中大部分溶解，剩余部分参与共晶熔化，溶解的非平衡共晶的量受溶质扩散面积和加热速度的共同作用，随加热速度的减小和扩散表面积的增大而增大。     

交流电磁场对Al-7%Si亚共晶合金凝固组织的影响

研究了在交流磁场下凝固的Al-7%Si合金晶内Si溶质元素含量及凝固组织的变化。实验结果表明:与未施加磁场的试样相比,整个凝固过程施加交流磁场,Al-7%Si合金Si在晶粒内部的含量增加,仅在凝固前期施加交流磁场的样品中,晶内Si含量差别不大。此外,在固相线温度以上(680、630、600℃)开始施加交流磁场,初生α-Al为蔷薇状,在固相线以下开始施加交流磁场,初生α-Al为树枝状。     

锰对高硼铁基合金凝固组织的影响

设计了2%、4%、6%、8%、10%5种锰含量的高硼耐磨合金钢,研究了凝固过程和锰含量对铸态组织及力学性能的影响。结果表明,高硼耐磨合金的铸态组织由树枝状基体组织和共晶组织(γ+硼化物)构成;随着锰量的增加,树枝状基体组织的含量呈下降趋势,硼碳化合物量变化不大;随着锰含量的增加,材料的硬度在HRC 45～65变化,呈现先上升后下降的趋势;冲击韧度在1.5～3.0 J/cm~2波动,呈现先下降后上升的趋势。     

直流电磁场对Al-7%Si亚共晶合金组织结构的影响

研究在直流电磁场下凝固的Al-7%Si合金晶内Si元素含量及凝固组织的变化.结果表明,与未施加磁场的试样相比,整个凝固过程或凝固后期施加直流电磁场,Al-7%Si合金晶内Si含量增加,在整个凝固过程都施加直流电磁场,初生α-Al枝晶较长,随着开始施加直流电磁场的温度降低,初生α-Al枝晶越来越短.     

Hf、B耦合作用对Ti-46Al合金凝固组织演化的影响

研究了Ti-46Al-xHf-yB (x=0, 3, 5, 7;y=0, 0.2, 0.6, 1.0)合金的宏观、微观组织特征,探讨了Hf、B耦合作用对凝固组织演化过程的影响.结果表明,在Hf、B耦合作用下,合金的凝固组织由粗大的柱状晶转变为细化的柱状枝晶、等轴枝晶、细小近粒状晶.Hf能促进TiB2的形成,使β-Ti/TiB2共晶线向下平移.当x(Hf)<7%时,合金的初生相为β相,TiB2为共晶相并以卷曲带状形态且主要存在于枝晶间;当x(Hf)=7%且x(B)=1.0%时,合金的初生相为TiB2,以针状存在于粒状组织的心部.     

A356合金细化处理效果的孕育和衰退

通过考察A356合金在静置过程中细化效果的变化，研究了亚共晶铝硅合金细化处理的孕育期和衰退期。细化处理的孕育期的形成是由于细化初期的溶质过冷度小造成的，随着溶质Ti含量的增加，溶质过冷度增大，从而激活更多的形核质点，限制枝晶生长；长时间静置后，尽管细化元素Ti含量基本不变，但是成分偏析倾向加剧，形核质点粗化并沉淀，有效核心减少，出现细化效果衰退；采用预细化合金锭可以缩短甚至消除细化处理的孕育期。